2011年高考物理 功能关系 能量守恒定律练习

20112011 年高考物理年高考物理 功能关系功能关系 能量守恒定律练习能量守恒定律练习 一 选择题 共 10 小题 每小题 6 分 共 60 分 在每小题给出的四个选项中至少有一 项符合题意 全部选对的得 6 分 漏选的得 3 分 错选的得 0 分 1 一个质量为 m 的物体以 a 2g g 为当地重力加速度 的加速度由静止竖直向上运动 则在此物体上升 h 高度的过程中 物体的 A 动能减少了 mgh B 重力势能增加了 mgh C 机械能减少了 2mgh D 机械能增加了 3mgh 解析 物体具有 a 2g 向上的加速度 则受到向上的 F外 ma mg 3mg 的外力 由于合外力 F 2mg 做正功 动能增大 A 错误 重力做功等于重力势能的改变量 B 正 确 其他力做正功 机械能增加 由功能关系得 F外h 3mgh E 故 C 错 D 对 答案 BD 2 光滑水平桌面上有一个静止的木块 枪沿水平方向先后发射两颗质量和速度都相同 的子弹 两子弹分别从不同位置穿过木块 假设两子弹穿过木块时受到的阻力大小相同 忽略重力和空气阻力的影响 那么在两颗子弹先后穿过木块的过程中 A 两颗子弹损失的动能相同 B 木块每次增加的动能相同 C 因摩擦而产生的热量相同 D 木块每次移动的距离不相同 解析 由 Q Ff s相得 C 正确 第二次击穿木块前 木块已有速度 因此第二颗 子弹相对木块的速度较小 故穿过木块所用时间较长 又木块的加速度相同 所以第二次 击穿木块时木块移动的距离较长 木块增加的动能较多 子弹损失的动能较多 因此 D 正 确 答案 CD 3 如图所示 木块 A 放在木块 B 的左端 用恒力 F 将 A 拉至 B 的右端 第一次将 B 固定在地面上 F 做功为 W1 生热为 Q1 第二次让 B 可以在光滑地面上自由滑动 这次 F 做的功为 W2 生热为 Q2 则应有 A W1 W2 Q1 Q2 B W1 W2 Q1 Q2 C W1 W2 Q1 Q2 D W1 W2 Q1 Q2 解析 W mg sA 第一次 sA比第二次 sA小 故 W1 W2 而 Q mg sB 故 Q1 Q2 答案 A 4 行驶中的汽车制动后滑行一段距离 最后停下 流星在夜空中坠落并发出明亮的火 焰 降落伞在空中匀速下降 条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈 线圈中产生电流 上 述不同现象中所包含的相同的物理过程是 A 物体克服阻力做功 B 物体的动能转化为其他形式的能量 C 物体的势能转化为其他形式的能量 D 物体的机械能转化为其他形式的能量 解析 汽车制动受到摩擦阻力 动能转化为内能 流星在空中下坠受到空气阻力 动能和势能不断转化为内能 降落伞在空中匀速下降 受到空气阻力 势能转化为内能 条形磁铁在线圈中下落 在线圈中产生感应电流 该电流又阻碍磁铁下落 产生磁场 机 械能转化为电能 最终又转化为内能 上述现象中所包含的相同的物理过程是 A D 答案 AD 5 飞船返回时高速进入大气层后 受到空气阻力的作用 接近地面时 减速伞打开 在距地面几米处 制动发动机点火制动 飞船迅速减速 安全着陆 下列说法正确的是 A 制动发动机点火制动后 飞船的重力势能减小 动能减小 B 制动发动机工作时 由于化学能转化为机械能 飞船的机械能增加 C 重力始终对飞船做正功 使飞船的机械能增加 D 重力对飞船做正功 阻力对飞船做负功 飞船的机械能不变 解析 制动发动机点火制动后 飞船迅速减速下落 动能 重力势能均减小 机 械能减小 A 正确 B 错误 飞船进入大气层后 空气阻力做负功 机械能一定减小 故 C D 均错误 答案 A 6 质量为 M 长度为 l 的小车静止在光滑的水平面上 质量为 m 的小物块 可视为质点 放在小车的最左端 现用 一水平力 F 作用在小物块上 使物块从静止开始做匀加速 直线运动 物块和小车之间的摩擦力为 Ff 物块滑到小车的 最右端时 小车运动的距离为 s 在此过程中 以下结论正 确的是 A 物块到达小车最右端时具有动能为 F Ff l s B 物块到达小车最右端时 小车具有的动能为 Ffs C 物块克服摩擦力所做的功为 Ff l s D 物块和小车增加的机械能为 Fs 解析 物块受到水平向前的拉力和小车对它的向后的摩擦力 合力为 F Ff 位 移为 l s 合力对物块做的功 F Ff l s 等于物块动能的增量 A 正确 物块克服摩擦力 做的功等于摩擦力乘以滑块的位移 Ff l s C 正确 小车受到的合力是物块对它的摩擦力 物块到达小车最右端时 小车具有的动能等于摩擦力做的功 Ffs B 对 系统增加的机械能 等于拉力做的功和摩擦力做的功之和 F l s Ff l s Ffs F l s Ffl D 错 答案 ABC 7 如图所示 质量为 m 的物块在水平传送带上由 静止释放 传送带由电动机带动 始终保持以速度 v 匀速运动 物体与传送带间的动摩擦 因数为 物体过一会儿能保持与传送带相对静止 对于物体从静止释放到相对静止这一 过程 下列说法正确的是 A 电动机做的功为 mv2 1 2 B 摩擦力对物体做的功为 mv2 C 传送带克服摩擦力做的功为 mv2 1 2 D 电动机增加的功率为 mgv 解析 由能量守恒可知 电动机做的功等于物体获得的动能和由于摩擦而产生的 热量之和 故 A 错 对物体受力分析 知仅有摩擦力对物体做功 由动能定理知 B 错 传 送带克服摩擦力做功等于摩擦力与传送带对地位移的乘积 知这个位移是木块对地位移的 两倍 即 W mv2 故 C 错 由功率公式易知传送带增加的功率为 mgv 故 D 对 答案 D 8 2010 保定调研 水平传送带在外力的作用下始终以速度 v 匀速运动 某时刻放上一 个小物体 质量为 m 初速度大小也是 v 但方向与传送带的运动方向相反 已知小物体 与传送带之间的动摩擦因数为 最后小物体的速度与传送带相同 在小物体与传送带间 有相对运动的过程中 滑动摩擦力对小物体做的功为 W 摩擦生成的热量为 Q 则下面的 判断中正确的是 A W 0 Q 0 B W 0 Q 0 C W 0 Q 0 D W 0 Q 0 解析 小物体以 v 的初速度放到传送带上 到后来速度变为和传送带相同的过 程中 根据动能定理可知 因小物体的初末动能相等 故合外力做功为 0 重力和支持力 均未做功 故摩擦力做功 W 0 但小物体和传送带在此过程中发生了相对运动 故热量 Q 0 D 正确 答案 D 9 一滑块从图所示的弧形轨道上的 A 点 由静止开始滑行 由于轨道不光滑 它仅 能滑到 B 点 而返回后又仅能滑动到 C 点 若 A B 两点的高度差为 h1 B C 两点的高 度差为 h2 必有 A h1 h2 B h1h2 D 条件不足 无法判断 解析 由 A B 根据动能定理得 mgh1 Wf 1 0 由 B C 由动能定理得 mgh2 Wf 2 0 即 mgh1 Wf 1 mgh2 Wf 2 由于 Wf 1 Wf 2 所以 h1 h2 答案 C 10 2010 河南联考 如图所示 将质量 m 2kg 的一个小钢球 可看成质点 从离地面 H 2m 高处由静止开始释放 落入泥潭并陷入泥中 h 5cm 深处 不计空气阻力 g 取 10m s2 则下列说法正确的是 A 整个过程中小钢球重力势能的减少量等于小钢球机 械能的减少量 B 整个过程中重力做功为 40J C 整个过程中小钢球重力势能的减少量等于小钢球克 服阻力做的功 D 泥对小钢球的平均阻力为 820N 解析 小钢球在空中只受重力作用 在泥潭中受重 力和泥的阻力 整个运动阶段重力做功应为 mg H h 41J 对小钢球在整个运动阶段应 用动能定理 有 mg H h h 0 0 mg H h h 所以 A C 正确 B 错误 泥对小 FF 钢球的平均阻力 mg 2 10N 820N D 正确 F H h h 2 0 05 0 05 答案 ACD 二 论述 计算题 本题共 3 小题 共 40 分 解答时应写出必要的文字说明 计算公 式和重要的演算步骤 只写出最后答案不得分 有数值计算的题 答案中必须明确数值和 单位 11 如图所示 轻且不可伸长的线悬挂质量为 500g 的 圆柱体 圆柱体又套在可沿水平方向移动的框架内 框架 槽沿竖直方向 质量为 200g 自悬线静止于竖直位置开始 框架在水平恒力 F 20 0N 的作用下移至图中位置 线长 L 20 0cm 不计一切摩擦 求圆柱体在此瞬时位置的速 度 取 g 10m s2 解析 圆柱体 质量设为 m 绕 O 点做圆周运动 至图示位置时 圆柱体速度方向与线垂直 大小设为 v 则框架 质量设为 M 的速度为 vcos30 根据功能关系可知 恒力 F 做 的功等于系统机械能的增加量 所以 FLsin30 mgL 1 cos30 mv2 M vcos30 2 1 2 1 2 解得 v 2 40m s 答案 2 40m s 12 如图所示 一个盛水容器两端开口 小口的横截面积为 S1 大口的横截面积为 S2 内盛的水在不断地流出 此时的高度差为 h 求此时流出小口水流的速度 提示 上 部和下部流量 Q Sv 是相等的 解析 设上部水下流的速度为 v2 小口水流的速度为 v1 单位时间内从小口流出的水为 m S1v1 由能量守恒可得 S2v2 v S2v2gh S1v1 v 1 22 2 1 22 1 又因为 S2v2 S1v1 得 v gh v 1 2 2 2 1 2 2 1 解得 v1 2hgS2 2 S2 2 S2 1 答案 2hgS2 2 S2 2 S2 1 13 2009 山东省实验中学测试 如图所示 一质量为 m 的滑块从高为 h 的光滑圆弧形槽的顶端 A 处无初速度滑 下 槽的底端 B 与水平传送带相接 传送带的运行速度恒 为 v0 两轮轴心间距为 L 滑块滑到传送带的末端时恰与 传送带速度相同 滑块到 B 点时速度小于 v0 求 1 滑块到达底端 B 时的速度 v 2 滑块与传送带间的动摩擦因数 3 此过程中 由于克服摩擦力做功而产生的热量 Q 解析 1 设滑块到达 B 点的速度为 v 由机械能守恒定律 有 mgh mv2 v 1 22gh 2 滑块在传送带上做匀加速运动 受到传送带